电池技术的创新历来是推动电动汽车革命的关键所在。仅仅经过十年的发展，该技术便使电动汽车单次充电的平均续航里程从100英里提高到250英里。

这一行业背后的发展动能显而易见。十年前，还只有寥寥几家电车企业进行商业宣传，而现今，各大汽车制造商都在竞相争夺潜在的电动汽车客户。地域方面，中国在2022年以30%的估计市场渗透率居于榜首。其后是欧洲和美国，渗透率分别为15%和10%。

能量密度的增加能够延长续航里程，而电池成本下降可提高消费者的负担能力，这两方面的需求持续推动着相关创新。Citi Global Insights最近发布的一份报告指出，电动汽车的发展与电池息息相关，因此电池领域的持续改进对于电动汽车成为汽车市场的主流至关重要。

要掌握产业所需，需要简单了解电池的基本化学原理。电池由三个部分组成——负极（或正电极）、正极（或负电极）和电解质，而电解质是连接正负极并维持正负极之间离子流动（并完成发电和充电过程）的液体。

创新者和投资者历来广泛关注与锂离子电池相关的电池设计以及负极材料改进。而且负极化学组成在短期内仍将十分重要，特别是在原料价格出现空前波动的情况下。

然而，该报告指出，电池的下一个前沿领域可能在于电池正极材料的进步，即通过开发高性能合成材料，替代目前使用的石墨材料。这一领域的进步可能会对电池的充电速度、容量及最终使用寿命产生积极影响。

与之相辅相成的，是“固态电池系统”的发展。通俗地讲，即用固体电解质取代电池中的液体电解质。根据电池化学理论，相比液态系统，固态系统的电池空间浪费为零，或者可忽略不计，并且理论上可提供无限的能量密度。

报告还补充道，如果能够实现从（目前使用的）石墨材料转换为高性能合成石墨，再到高含量硅，最终到锂金属的重大转变，并以此推动电池向固态系统迈进，那么电动汽车便可能实现“500瓦时/千克的能量密度，从而可能达到500英里以上的续航里程”。

这将使电动汽车能够更好地与现今的内燃机汽车竞争，许多内燃机汽车在加满油时能行驶450英里。然而，目前这种电池在实验室外的应用似乎很昂贵。此外，“树突”或在固体电解质中随着时间形成的龟裂会引起固态电池短路，在这一问题上目前也缺乏进展。

这些技术商业化道路上的障碍颇具挑战性。“但能够扩大现有制造技术规模和实现成本平价的公司将成为赢家”，该报告指出。这些公司可能需要支持者富于耐心的投资，花旗全球财富投资在《2023年财富展望》中称此类投资者为“不可阻挡的构建绿色世界”的拥护者。

当然，对电动汽车发展前景的展望也带来了另一个重要问题——是否有其他材料可打破锂作为业界首选的远程电池化学元素的地位？答案有些复杂，因为许多新一代电池（如固态系统电池）将来可能会使用更多的锂。

报告指出，混合了磷酸锂铁(LFP)电池和钠离子电池的组合电池可以提升快速充电能力并提供低温性能。然而，这可能会以进一步降低系统能量密度为代价，这样的代价可能令汽车制造商难以接受。

其他变革性技术，例如锂空气电池、锂硫电池、多价电池，可能需要几十年才能实现创新。因此，中期来看，打破锂的首选电池元素地位似乎不太可能。

然而，未来电池安全性的提升可能带来长远变化。锂离子电池因使用易燃的液体电解质，往往容易发生热失控。这会引致电池发生严重故障，并引发难以扑灭的火灾。虽然此类事件鲜少发生，但仍会威胁到乘客的安全。

迄今为止，电池制造商一直力求通过隔离膜技术、防碰撞和防火电池外壳等实现安全性提升，并已取得了相当大的成功。然而，焦点正逐渐转到易燃的液体电解质本身。有商家已经开始使用专有的不易燃或阻燃电解质，并采用可抑制电池短路的主要成因——“树突”形成的隔离膜。

简而言之，对于致力促进电动汽车长远普及的创新者和投资者来说，安全性、可负担性、续航里程和快速充电性能的提升将继续成为关注的重点。不过，这两类电车拥护者都应注意，这四个方面的重大进步归根结底将取决于供电的电池。